ISSN Versión Impresa 1816-0719 ISSN Versión en linea 1994-9073 ISSN Versión CD ROM 1994-9081

The Biologist (Lima) ORIGINAL ARTICLE /ARTÍCULO ORIGINAL GERMINATION OF SACHA INCHI, VOLUBILIS L. (MCBRIDE, 1951) (, ) UNDER FOUR DIFFERENT CONDITIONS

GERMINACIÓN DEL SACHA INCHI, L. (MCBRIDE, 1951) (MALPIGHIALES, EUPHORBIACEAE) BAJO CUATRO DIFERENTES CONDICIONES

Rafael La Rosa & Jane Quijada

Laboratorio de Ecofisiología Vegetal. Escuela Profesional de Biología. Facultad de Ciencias Naturales y Matemática. Universidad Nacional Federico Villareal. Calle Río Chepén s/n, El Agustino. Lima, Perú [email protected]

The Biologist (Lima), 2013, 11(1), jan-jun: 9-14. ABSTRACT

Seeds of Plukenetia volubilis L. “Sacha Inchi” have a great economic value because oilseeds have a higher content of unsaturated fatty acids, being especially rich in omega 3, which is important for health and nutrition. Given this, the objective of the present study was to determine the conditions appropriate for the germination and development of P. volubilis. We tested four treatments, three of which were under in vivo conditions. The first treatment used fine moss as a substrate, sand, agricultural soil and humus for the second treatment, sand, sawdust and filter paper for the third treatment, and in vitro conditions for the fourth treatment. We used 40 seeds from Ucayali, Perú and 40 from Tarapoto, Perú for each treatment, dividing 20 seeds for extraction and 20 without extraction of the seed coat. We evaluated percentage of germination, the degree of contamination, and the index of germination rate. We found the best values in the first treatment, both with and without scarification; for fourth treatment better results were for seeds without a seed coat. Moreover, we found that germination in all treatments was better in seeds without seed coat. There is a negative effect of the seed coat in germination, as it acts as a barrier in water absorption and gas exchange.

Keywords: germination, in vitro, in vivo, Sacha Inchi, testa. RESUMEN

Las semillas de Plukenetia volubilis L. “Sacha Inchi” poseen un gran valor económico, debido a que son semillas oleaginosas con un alto contenido de ácidos grasos insaturados, especialmente ricos en omega 3, repercutiendo de manera importante en la salud y nutrición de las personas. Debido a ello, el objetivo de la presente investigación fue determinar las condiciones adecuadas para la germinación y desarrollo de P. volubilis. Se realizaron cuatrmo tratamientos, tres de los cuales fueron en condiciones in vivo. Para el primer tratamiento se usó como sustrato musgo fino; para el segundo arena fina, tierra agrícola y humus; para el tercero arena, aserrín y papel filtro; y el cuarto se realizó en condiciones in vitro. Se utilizaron un total de 40 semillas procedentes de Ucayali (Región Ucayali), Perú y 40 semillas procedentes de Tarapoto (Región San Martín), Perú para cada tratamiento, dividiéndose a la mitad la cantidad de dicha semillas, para la siembra sin extracción y con extracción total de la testa en cada tratamiento. Se evaluó el porcentaje de germinación, el grado de contaminación y el índice de velocidad de germinación. Se

9 The Biologist (Lima). Vol. 11, Nº1, jan-jun 2013 La Rosa, R. & Quijada, J.

encontraron los mejores valores en el primer tratamiento, tanto para las semillas escarificadas y sin escarificación, y para el cuarto tratamiento en las semillas escarificadas. La germinación en todos los tratamientos se encontró favorecida en las semillas escarificadas. Se evidencian efectos negativos de la testa en la germinación, debido a que actuaría como una barrera en la absorción de agua e intercambio gaseoso.

Palabras claves: germinación, in vitro, in vivo, Sacha Inchi, testa.

INTRODUCCIÓN formas de germinación P. volubilis, tanto in vivo como in vitro.

Plukenetia volubilis L. es una planta arbustiva MATERIALES Y MÉTODOS perteneciente a la familia Euphorbiaceae (Mcbride 1951) y debido a su alto valor nutricional y medicinal, el cultivo de P. Material vegetal volubilis tiene un gran potencial económico, Se utilizaron semillas de frutos maduros de P. no solo por la cantidad de proteínas que volubilis colectadas en las ciudades de Ucayali contiene (23%) sino también por su contenido (08°22′40″S, 74°34′27″W) y Tarapoto (6° 29′ de aceites (49,9%) (Castillo et al. 2010), entre 0″ S, 76° 22′ 0″ W), Perú, respectivamente. los que destacan los aceites ricos en omega 3, 6 Después de la recolección, las semillas fueron y 9 (Merino et al. 2008, Castillo et al. 2010, desinfectadas exponiéndolas a una solución de Gorriti et al. 2010), por lo que las semillas de hipoclorito de sodio al 1,5 % durante 10 min. esta especie son usadas en tratamientos para Inmediatamente después las semillas fueron reducir la lipemia posprandial (Huamán et al. remojadas en agua corriente (conductividad 2008). Además, el contenido de otros eléctrica 0,1 mS y pH 7) por 72 h, fitoconstituyentes como taninos, flavonoides, cambiándoles el agua cada 24 h. Se emplearon esteroides, alcaloides y saponinas, hacen que 40 semillas de P. volubilis de cada esta especie adquiera mayor importancia para departamento para un total de cuatro fines medicinales (Castillo et al. 2010). tratamientos, tres de los cuales fueron in vivo y uno in vitro, a su vez las semillas fueron En el Perú, se encuentra en estado silvestre en repartidas la mitad en cada tratamiento para su casi toda la Amazonía, pero muy poco se ha germinación con extracción total de la testa investigado sobre su manejo agronómico bajo (ETT) y sin extracción de la testa (SET). condiciones controladas (Peña et al. 2008), a pesar que las condiciones del ambiente (clima Germinación in vivo y suelo) donde se desarrollan los ecotipos, Se utilizaron recipientes de plástico hacen que la composición química de sus transparentes, de medidas de 9 x14 cm, con semillas varíe uno del otro (Merino et al. capacidad para 4 semillas. Para el primer 2008). Un factor poco estudiado en la tratamiento (T1) se usó como sustrato musgo germinación de P. volubilis es la presencia de la fino estéril, para el segundo (T2) se usó tierra testa, debido a que su presencia y agrícola, arena de río y humus estéril, permeabilidad, influye de manera directa en la mezclados en la proporción 2:2:1 y para el absorción de agua y la consecuente hidratación tercero (T3) se usó arena de río estéril, la cual del tejido de reserva de la semilla permitiendo fue nivelada y cubierta de papel filtro, tras lo la germinación (Bewley & Black 1994). Por lo cual se colocó una capa de aserrín estéril tanto el objetivo del trabajo fue comparar dos cubierta también con papel filtro. Se

10 The Biologist (Lima). Vol. 11, Nº1, jan-jun 2013 Germination of Plukenetia

sembraron las semillas de P. volubilis a una desinfección se procedió a extraer los profundidad de 2 cm en T1 y T2, y en la embriones con la ayuda de una pinza y un superficie en T3; luego se humedeció cada bisturí, sobre una placa petri estéril y dentro de recipiente con aproximadamente 50 mL de la cámara de cultivo, luego los embriones se agua destilada, y se les cubrió con plástico sembraron en el medio de cultivo. Los medios transparente adherente. Los recipientes fueron de cultivo de P. volubilis se mantuvieron a mantenidos en condiciones ambientales a 25°C ±10C, 47% ±2% de humedad relativa y 55 26°C ±20C y 47% ±2% de humedad relativa. u mol. ms -2·S -2 fotones de luz por 12 h por día.

Germinación in vitro Análisis de datos

Este fue el cuarto tratamiento (T4) y se usó una Las variables evaluadas fueron el porcentaje solución nutritiva hidropónica A y B, la cual de germinación (PG) de P. volubilis y el índice está compuesta por: N 200 mg·L-1, K 250 de velocidad de germinación (IVG) de P. mg·L-1, P 40 mg·L-1, Mg 35 mg·L-1, S 46 volubilis y el porcentaje de contaminación mg·L-1, Ca 116 mg·L-1, Fe 1,5 mg·L-1, Mn 0,5 (PC). Las semillas fueron inspeccionadas mg·L-1, Zn 0,2 mg·L-1, Cu 0,1 mg·L-1, B 0,4 diariamente, considerándose una semilla mg·L-1 & Mo 0,01 mg·L-1, procedente de la germinada cuando la radícula era visible (Fig. Universidad Mayor de San Marcos 1). Para el IVG se usó el índice de Maguire (UNMSM), suplementado con sucrosa (30,0 (1962), el cual se calculó mediante la g/L), tiamina – HCl (0,5 mg/L), carbón sumatoria de los cocientes que resultan de activado (2,0 g/L) y agar-agar (8,0 g/L), a pH dividir el número de semillas germinadas (ni) 5,5. Las semillas de P. volubilis con testa entre el tiempo durante el cual germinan, y se fueron desinfectadas con hipoclorito de sodio realizó una prueba de correlación para saber si al 1,5 % por 10 min y sembradas en el medio de hay diferencias entre las dos localidades de cultivo en una cámara de cultivo. Las semillas donde se obtuvieron las semillas. ETT, fueron desinfectadas de igual manera tras desprenderlas de sus testas, y luego de la

Figura 1. Parte superior: Germinación en tratamientos ETT de P. volubilis; Parte inferior: Germinación en tratamientos SET de P. volubilis. T1= musgo fino; T2= tierra agrícola + arena de río + humus (2:2:1); T3= arena de río; T4= in vitro.

11 The Biologist (Lima). Vol. 11, Nº1, jan-jun 2013 La Rosa, R. & Quijada, J.

RESULTADOS valores considerables para las semillas del T1 de ambas procedencias. Los valores más bajos del IVG correspondieron a las semillas de T y El inicio de la germinación de P. volubilis se 2 T3 de ambas procedencias, a excepción del T3 evidenció a partir del día 3 para el T4 y a partir (ETT) de Ucayali (Tabla 2). Se encontró del día 6 para los demás tratamientos. Los además un importante porcentaje de mayores porcentajes de germinación para las contaminación en los T (SET) de Ucayali y semillas de P. volubilis de Ucayali y de 4 Tarapoto y en el T3 (SET) de Ucayali y Tarapoto se observaron en la siguiente Tarapoto. Los otros porcentajes para los demás secuencia: T1 (ETT) > T4 (ETT) > T1 (SET) tratamientos fueron insignificantes (Tabla 2). (Tabla 1). De igual manera podemos evidenciar que los menores porcentajes de Se determinó que los valores de IVG y germinación para las semillas de P. volubilis de porcentaje de germinación de P. volubilis de ambas procedencias se dieron en el T4 (SET) < todos los tratamientos estaban muy T3 (SET) < T2 (SET). En todas estas secuencias correlacionados tanto para Ucayali (r = 0,83) se evidenciaron diferencias significativas al como para Tarapoto (r = 0,89), así mismo 0,05%. dichos valores no mostraron mayores diferencias por la procedencia de las semillas, En cuanto al IVG de P. volubilis se encontró lo que nos muestra que las diferentes que el mayor valor correspondía al T4 (ETT) procedencias de las semillas no afectaron en el para las semillas de Ucayali y luego para las proceso de germinación. semillas de Tarapoto, consiguiéndose también

Tabla 1. Porcentajes de germinación de P. volubilis por tratamiento y por localidad. Teniendo en cuenta si se extrajo la testa o no. A los 15 días después de sembrados. SET ETT Tratamiento Tarapoto Ucayali Tarapoto Ucayali Varianza T1 0 70 95 95 1512,5 T2 15 35 10 15 92,18 T3 5 15 10 50 312,5 T4 0 0 75 80 1504,68 Varianza 37,5 687,5 1456,25 937,5 Sin extracción de la testa (SET). Extracción total de la testa (ETT).

Tabla 2. Medidas del índice de velocidad de germinación (IVG) y porcentaje de contaminación (PC) en cada tratamiento de la germinación de las semillas de P. volubilis.

Ucayali Tarapoto IVG IVG Tratamiento Testa (sem/día) PC (sem/día) PC SET 1,92 0 1,26 0 T1 ETT 2,77 0 2,97 0 SET 0,86 0 0,31 0 T2 ETT 0,5 10 0,22 10 SET 0,5 50 0,1 65 T3 ETT 1,42 15 0,22 10 SET 0 65 0 85 T4 ETT 5,1 10 4,77 5

12 The Biologist (Lima). Vol. 11, Nº1, jan-jun 2013 Germination of Plukenetia

DISCUSIÓN gran porcentaje de contaminación por hongos

en los tratamientos con testa del T3 y T4.

Los altos valores de PG e IVG de P. volubilis en En cuanto al efecto de la testa, se pudo el T1, correspondientes a la germinación in evidenciar que, en general, los tratamientos sin vivo, se debe al uso de musgo fino como testa obtuvieron mejores resultados en la sustrato, debido a que éste le proporciona el germinación, y esto podría estar provocado por adecuado drenaje, aireación y retención de que la testa de P. volubilis al ser tan gruesa agua a las semillas para su germinación (Juárez impediría el flujo necesario de agua y oxígeno & De La Cruz 1995). para la germinación (Kelly et al. 1962, Matilla 2003). Los altos valores de IVG de P. volubilis en el T4 (ETT), que correspondería a la germinación in vitro para las semillas sin testa, se debe principalmente al contenido de azúcares que REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS tiene el medio que estimula al embrión a que los degrade como fuente de energía para su posterior germinación (Barcelo et al. 2005), Barcelo, J.; Nicolás, G.; Sabater, B. & producción y emergencia de la radícula. Sánchez, R. 2005. Fisiología Vegetal. Además, la eliminación de la testa provoca la Ediciones Pirámide. Madrid. España. ausencia de sustancias inhibidoras de la 566 p. germinación (Mantilla 2003). De esta manera, Bewley, J. D. & Black, M. 1994. Seeds: la germinación se dio en menor tiempo a physiology of development and diferencia de los demás tratamientos, los germination. Plenum Press, New York. cuales demoraron en germinar al haber tenido 445 p. que transformar primero los lípidos a glucosa, Castillo, S.E.F.; Castillo, V.S.F. & Reyes, haciendo el proceso de germinación más largo. A.C.E. 2010. Estudio fitoquímico de Pluckenetia volubilis L. y su efecto

En cuanto a los T2 y T3, correspondientes a la antioxidante en la lipoperoxidación germinación in vivo y al T4 (SET), relacionado inducida por Fe3/ascorbato en hígado de con la germinación in vitro para las semillas de Rattus rattus var. Albinus. UCV- P. volubilis con testa, los valores bajos para PG Scientia, 2: 11-21. e IVG, se deberían principalmente a 2 factores: Gorriti, A.; Arroyo, J.; Quispe, F.; Cisneros, B.;

1) los sustratos usados para T2 y T3, si bien Condorhuamán, M.; Almora, Y. & permiten la retención de agua, no le Chumpitaz, V. 2010. Toxicidad oral a 60 proporcionan un adecuado drenaje al sustrato días del aceite de sacha inchi los que es perjudicial para las semillas (Manco (Pluckenetia volubilis L.) y linaza 2006), debido a que provocan la disminución ( L i n u m u s i t a t i s s i m u n L . ) y del oxígeno en el sustrato, inhibiendo la determinación de la dosis letal 50 en germinación; además de ello, la entrada rápida roedores. Revista Peruana de Medicina de agua en la semilla daña los tejidos y produce Experimental y Salud Pública, 27: 352- la liberación de una mayor cantidad de 360. azúcares, y 2) éstas condiciones de alta Huamán, J.; Chávez, K.; Castañeda, E.; humedad favorecen el desarrollo de Carranza, S.; Chávez, T.; Beltrán, Y.; microorganismos patógenos, tales como Caffo, C.; Cadillo, R. & Cadenillas, J. hongos (PPB 2009). Lo cual se evidenció en el 2008. Efecto de la Plukenetia volubilis L i n n e o ( s a c h a i n c h i ) e n l a

13 The Biologist (Lima). Vol. 11, Nº1, jan-jun 2013 La Rosa, R. & Quijada, J.

trigliceridemia posprandial. Anales de la Merino, C.; Sotero, V.; Del Castillo, D.; Facultad de Medicina, 69: 263-266. Vásquez, G.; Cachique, D. & Vásquez- Juarez, E & De La Cruz, E. 1995. Cultivos Ocmín, P. 2008. Caracterización para suelos ácidos. Paquetes química de nueve ecotipos de Plukenetia tecnológicos y avances de investigación. volubilis L. de los departamentos de Fundación para el Desarrollo Agrario del Loreto y San Martin. Folia Amazonica, A l t o M a y o / S u b p r o g r a m a d e 17: 39-45. Recuperación de Suelos Ácidos- Peña, S.; Lara, I.; Zárate, P.; Lolay, M. & Calzada-Moyobamba-Perú. p. 21. Marín, P. 2008. Protocolo del cultivo de Kelly, K.M.; Van Staden, J. & Bell, W.E. 1992. Sacha inchi. Informe final del Seed coat structure and dormancy. Subproyecto: “Adaptación y validación Growth Regulation, 11: 201–209. participativa de paquete tecnológico Manco, E. 2006. Cultivo de Sacha Inchi. para la producción competitiva del sacha Instituto Nacional de Investigación y Inchi (Plukenetia volubilis L.) en la Extensión Agraria (INIEA). San Martín. Cuenca del Perené”. Centro de p. 7. Investigación, Educación y Desarrollo Maguire, D. 1962. Speed of germination–aid (CIED) Selva Central, Junín - Perú. 86 p. in selection and evaluation for seedling PPB (Proyecto Perú Biodiverso). 2009. emergence and vigor. Crop Science, 2: Manual de producción de Sacha Inchi 176-177. para el biocomercio y la agroforestería Matilla, A. 2003. Ecofisiología de la sostenible. Ministerio de Comercio germinación de semillas. En: La Exterior y Turismo - MINCETUR, Ecofisiología Vegetal. Reigosa, M.; Agencia de Cooperación Técnica Pedrol, N. & Sánchez, A. (Eds.). Alemana - GTZ, Agencia Suiza para el Thompson Editores Spain paraninfo Desarrollo y la Cooperación - COSUDE. S.A. 1º Ed. 2da. reimpresión. pp. 901- Secretaria de Estado de Economía - 922. SECO. Perú. pp. 18-20. Mcbride, F. 1951. Euphorbiaceae. In Flora of . Botanical Series vol. 13, Part IIIA. Field Museum of Natural History. pp. Received February 5, 2012. 115-118. Accepted February 25, 2013.

14